7.3 磁性材料的物理效应
物质的物理性质随外界因素,例如磁场、电场、
光及热等的变化而发生变化的现象为物理效应。
1,磁光效应:透明的铁磁性材料中的光透射、光
反射时,光与自发磁化相互作用,会发生特异的
光学现象,称此为磁光效应。
光属于电磁波,为横波,电场和磁场分别在各自
的固定面上振动,称此面为偏光面。
磁光效应包括:
( 1)塞曼效应
对发光物质施加磁场,光谱发生分裂的现象为塞曼效应。
从应用的角度来看,还属于有待开发的领域。
( 2)法拉第效应
光和原子磁矩相互作用而产生的现象。
当 Y3Fe5O12一些透明物质透过直线偏光时,若同时施
加与入射光平行的磁场,透射光将在其偏振面上旋转一
定的角度射出,该现象为法拉第效应。
若施加与入射光垂直的磁场,入射光将分裂为沿原方向
的正常光束和偏离原方向的异常光束,为科顿 —— 莫顿
效应。
法拉第效应
偏振光
发生旋转
的偏振光
磁场 H
入射光 透射光
入射光
磁场 H
正常光线
异常光线
科顿 —— 莫顿效应。
( 3)克尔效应
当光入射到被磁化的物质,或入射到外磁
场作用下的物质表面时,其发射光的偏振
面发生旋转的现象。
记录位
非记录位 记录位
光盘利用磁克尔效应进行光磁记录的原理
直线
偏振
光
记录层磁化
反平行磁化
这种为非接触式、大容量记录介质
非晶态磁光记录介质的优点是:不存在晶界等
相对于磁畴的障碍物,不产生反转磁畴的变形
等。多晶体的 MnBi的克尔旋转角大,是很有吸
引力的材料,但由于多晶体再生时,造成较大
的噪音,作为第一代光磁记录介质未被采用,
最近又重新引起人们的兴趣。
为了保存大量信息,需要高密度、高速度、高
效率、低价格的记录与存储。因此目前 磁光盘
正与磁记录、相变型可重写光盘 处于激烈的竞
争中。于是人们正在开发进行磁光盘用新型记
录介质的开发(例如:金属超晶格多层膜、磁
性石榴石等)
2,电流磁气效应
物质中流过电流的同时,施加磁场时所显示出
的物理现象。这种效应表现为电动势 E的变化。
一般说来,该电动势表现为下述 3项之和:
与磁场 H无关系的项:为电阻 R所产生的电动
势,符合欧姆定律( E0=RI)。
霍尔电动势项:一般情况下,与磁场强度成正
比,称为霍尔效应 (与 I?H成正比 )。
磁致电阻电动势项:与 H(I?H)成正比,称为磁
致电阻效应,
霍尔效应:在于电流垂直的方向施加磁场,则在垂直于
电流轴和磁场轴所组成的平面的方向上产生电位差。这
种电位差为霍尔电压。霍尔元件(磁传感器),
InSb,GaAs半导体元件已实用化。
磁致电阻效应:施加磁场使物质电阻发生变化的现象称
为磁致电阻效应。包含两项:与磁场强度 H有关(正常
磁致电阻效应)和与磁化强度相关(异常磁致电阻效
应),其中第二项贡献最大。
各向异性磁致电阻效应:电阻率变化与磁化方向相关。
高灵敏度读取用的 MR磁头,就是利用这种效应。
利用该效应的材料有:巨磁致电阻效应材料、超巨磁致
电阻效应材料。
Ettinghausen效应:沿着霍尔电压方向产生温度
梯度的现象。
Nerst效应:在与电流垂直方向施加磁场,沿电
流方向产生温度梯度的现象。
磁各向异性:一般情况下,在铁磁体中存在着取
决于自发磁化方向的自由能,自发磁化向着该能
量取最小值的方向是最稳定的。而要向其他方向
旋转,能量会增加。
磁致伸缩效应:
(利用这一效应可以使磁能转变为机械能,而逆
效应可以使机械能转变为磁能。可以制作能量转
换器件,电气音响转换器件。
7.4 磁光效应材料与记录原理
磁盘由在圆盘状基表面附着磁记录介质
层构成。
由于其高存储容量、随机存取容易、迅
速等优点,已成为数字式记录、存储媒
体的主要形式。
记录密度与激光波长的关系:
激光光斑直径与波长的关系:
D约与波长成正比。
各种磁盘的结构示意图
基板
铝合金
( Mg_Al)( 1-
2mm)
磁性层(磁性粉、
粘结剂、添加剂)
润滑剂
硬盘
碳保护膜
磁性膜
( CoCr(Ta))
基板
铝合金
Ti电镀 NiFe膜
垂直磁性膜硬盘
通常采用各种溅射法,一般
情况下还夹有一层 Cr基地
层
基板
铝合金
SiO2保护膜
电镀磁性层 (CoNiP)NiP
电镀磁性膜硬盘
基板
(如 PET)
基板 (可挠性)
(如 PET)
基板
(如 PET)
磁性层(磁性粉、
粘结剂、添加剂)
软盘(涂
布型软盘)
磁性层 (CoNi(O)) 磁性层 (CoNi(O))
Ti膜
倾斜蒸镀可挠性软
盘(薄膜性磁盘)
准二层膜垂直记录可挠
性软盘(薄膜性磁盘)
磁记录介质:涂布型 —— 薄膜型 —— 垂
直记录型顺序发展。
采用电镀、蒸镀、溅射等方法。
磁性材料需要有大的磁各向异性微结构,
需要 Co合金膜沿特定方位生长,为此需
要 Cr打底层。
磁光效应材料 —— 光盘
磁光盘以光热磁原理进行记录、再生、属于可擦除重写型
光存储器,即可通过光热磁,将不必要的信息擦除,并改
写为必要的信息,目前所用的材料主要为锝 (Tb),铁、钴
等构成的非晶态合金膜。(向多层膜方向发展)
光磁记录具有下述特征:
( 1)记录密度高( 107-1010bit/cm2)
( 2) 可擦除重写
( 3)非接触式,从而可靠性高
( 4)随机寸取
( 5)光盘可自动装卸;
( 6)可用于多道记录及全息照相存储
光磁记录的原理
磁光效应是基于光与物质的磁化(或磁场)相
互作用,而使光学参数发生变化的现象。
光盘
记录膜
气体激光器
半导体激光器
光调制器 透镜
光束分离器
光检出器
随机反射镜
聚焦透镜
记录时,利用激光的高
能量,再生(读取)时,
利用激光反射信号的检
出(克尔效应)
记录与再生的原理:记录介质采用较大的矫
玩力
垂直磁化膜
垂直磁化膜
记录位 bit 记录或写入方式有:
居里温度写入和补偿
温度写入。
弱磁场:使记录
位磁化反转
居里温度写入:磁性膜中需要记录的部分
被激光照射加热,温度上升到 Tc以上,该
部分变为非磁性,在其冷却过程中,受其
周围基体反磁场作用,会发生磁化反转。
如果通过线圈或永磁体外加磁场,则可实
现磁化的完全反转。
补偿温度写入:铁磁体垂直磁化膜的磁补
偿温度应在室温附近。当这种铁磁体被激
光加热到较高温度,该温度下对应的矫玩
力比室温时的矫玩力要低的多,这样,在
较弱的外磁场下即可容易地实现磁化反转。
读出或再生原理:利用克尔效应
或法拉第效应读出。读出时激光
不能使记录介质过热,其加热功
率要比记录时的功率低。
光电二极管
光盘的剖面图
光磁记录介质应具备的特性:
( 1)满足垂直磁化的的条件
( 2)作为能稳定的保持微小磁畴结构的条件
( 3)再生灵敏度高
( 4)记录灵敏度高
( 5)低噪音
( 6)化学、结构等稳定
( 7)便于大面积均质成膜
TbFeCo磁光材料具有下列优势:
( 1)在近红外能长期使用
( 2)可容易垂直磁化
( 3)非晶态结构,可避免晶界等造成的
再生噪音
( 4)居里温度 200度,与半导体激光功
率可良好的对应。
采用多层膜用以提高旋转角
基板
保护层 SiO,ZnS
记录层 Tb-Fe-Co
玻璃成分
B2O3BaO +
BaO,Fe2O3
( Ba铁氧体成分) +
CoO,TiO2
( 矫玩力调整)
熔融急冷凝
固
Ba铁氧体薄片
结晶化
Ba铁氧体磁性粉
下一代光磁记录材料
为提高高记录密度,采用短波长光,
重点集中在在短波长区具有较大克尔
旋转角的材料,主要为含有 Nd及 Pr的
非晶态稀土 (R)-Fe-Co合金膜,Bi置换
磁性石榴石,Pt/Co多层膜(超晶格膜,
磁性与非磁性界面效应,可以开发出
新的性能和功能)
超高密度信息记录的新技术:
激光技术透镜聚焦
超纳米加工及分析测试技术:扫描隧道显微镜
(STM),原子力显微镜 (AFM),磁力显微镜
(MFM)等
采用可提高写入和读取密度的磁超分辨技术和磁
畴扩大再生技术。
短波长用法拉第旋转器件用材料:含 Tb的顺磁
性玻璃、含 Pb的反磁性玻璃,含 Eu的顺磁性玻
璃,Tb3Ga5O12,Tb3Al5O12,Cd0.55Mn0.45Te,Cd
MnHgTe
光盘存储材料
光存储技术的发展:以光为笔,以感光片为
纸的照片;以光为探头,以胶卷为长卷的电
影、电视等,这些光存储的中大多采用的是
可见光,多用化学物质的感光技术。而光盘
存储是现代的高科技光电子技术,光盘上信
息的写入与读出都是利用半导体激光器、探
测器来完成。
类别 材料 性能 应用
只读光盘:
CD,VCD
基片:有机玻
璃类 (PMMA)
或聚酸碳酯
光学膜:光聚
合物 +染料类
光敏有机材料
可擦写光盘
CD-R、
CD-RAM、
DVD-RAM、
MOD
基片材料同上
光学膜:
( 1)结晶态
或非结晶态光
学相变材料
( 2)磁光材
料
除了只读光盘
的应用外,还
可用于高清晰
度电视,特别
适合于计算机
的大容量存储,
不会受病毒干
扰而自动删除,
便利随机保存
信息资料。
光盘存储的密度:光盘存储可以是二维的面存储,也
可以是三维的立体存储,存储密度依赖于写入信息的
激光波长。面存储密度同波长的平方成反比。采用可
见光作写入的光盘信息密度为 107-108b/cm2,因此现
在大力发展蓝光激光器。体存储密度与波长的三次方
成反比。
光盘存储的原理:留声机是以金属唱针为探头,以唱
片为基质,利用唱针在旋转的唱片上刻下不同划痕的
纹路记录下声音,然后放唱片时,唱针在这些刻槽纹
路上同唱片摩擦,提取记录下的信号,经放大后还原
成能听到的声音。光盘与之相似。其所用探针为半导
体激光器发出的一束激光,唱片为对光敏感的光盘。
声像等原始信息 —— 取样编号(编制成,0”,
‘ 1’的数码) —— 半导体激光器 —— 调制激
光信号(光脉冲数码信号,即所谓的光
笔) —— 光盘光敏材料(用光笔写下脉冲数
码文字) —— 刻制光盘
半导体激光器 —— 光盘 —— 半导体探测器 —— 光
电信号放大 —— 解码处理器 —— 复还声像等信息
烧坑写入方式:即将带有调制信号的很强的激光聚
焦在光盘上,将光盘表面烧出一连串长短不同的坑,
制成带有大量信息的母盘。将母盘进行一系列的工
艺处理之后,制成压模,再利用压制工艺技术制成
大量的光盘产品。
利用光敏的相变、光折射、光致偏振等物理效应来
完成录制工作。在许多光抿材料中,光会引起相位、
折射率、偏振状态的变化。将调制好的激光粟照射
到这些材料上,就会留下光强的强弱、有无、长短
和偏振角度旋转等信息,也就是记录下音像等信号。
利用这类方式记录的信息,可以利用一束没有调制
信号的强光将所有信号抹去。
激光束的斑点大小决定了光盘存储密度
功能材料作为信息存储材料的主要条件是
( 1)当外界微扰 P调节到达一定的临界值
Pc时,体系或分子可以从一种状态到达另一
种状态;( 2)当外界微扰 P分别处在从小到
大高于 Pc和从大到小低于 Pc时,功能体系的
性质应有不同的数值(即具有滞后效应),
这种与样品状态历史有关的现象就起着记忆
功能;( 3)功能体系在着两种状态之间的
过度必须很明显,并且被很灵敏的检测。
磁场强度对磁感应强度的磁滞回线显示,在小
的固定的磁场强度 Ho下,用激光进行局部加热,
使其磁性质发生从铁磁性到顺磁性的热相变逆
转,则在光盘中形成一种磁性区域处在相反磁
性的背景中这就达到了写入的目的。然后再利
用克尔磁光效应(在磁化表面两侧,两种偏振
光具有不同的反射率)或法拉第效应(在磁化
表面两侧,两种偏振光具有不同的折射率)达
到光的读出,也可以冷却后将磁场反向逆转到 -
Ho而进行信号的擦除。
材料有:半导体 GaAs,离子导体 NaSiCoN,非
线性光学材料 LiNiO3,铁磁性材料 Fe3O4,光
电转换材料 SrTiO3和热致变色材料 Ag2HgI4。
物质的物理性质随外界因素,例如磁场、电场、
光及热等的变化而发生变化的现象为物理效应。
1,磁光效应:透明的铁磁性材料中的光透射、光
反射时,光与自发磁化相互作用,会发生特异的
光学现象,称此为磁光效应。
光属于电磁波,为横波,电场和磁场分别在各自
的固定面上振动,称此面为偏光面。
磁光效应包括:
( 1)塞曼效应
对发光物质施加磁场,光谱发生分裂的现象为塞曼效应。
从应用的角度来看,还属于有待开发的领域。
( 2)法拉第效应
光和原子磁矩相互作用而产生的现象。
当 Y3Fe5O12一些透明物质透过直线偏光时,若同时施
加与入射光平行的磁场,透射光将在其偏振面上旋转一
定的角度射出,该现象为法拉第效应。
若施加与入射光垂直的磁场,入射光将分裂为沿原方向
的正常光束和偏离原方向的异常光束,为科顿 —— 莫顿
效应。
法拉第效应
偏振光
发生旋转
的偏振光
磁场 H
入射光 透射光
入射光
磁场 H
正常光线
异常光线
科顿 —— 莫顿效应。
( 3)克尔效应
当光入射到被磁化的物质,或入射到外磁
场作用下的物质表面时,其发射光的偏振
面发生旋转的现象。
记录位
非记录位 记录位
光盘利用磁克尔效应进行光磁记录的原理
直线
偏振
光
记录层磁化
反平行磁化
这种为非接触式、大容量记录介质
非晶态磁光记录介质的优点是:不存在晶界等
相对于磁畴的障碍物,不产生反转磁畴的变形
等。多晶体的 MnBi的克尔旋转角大,是很有吸
引力的材料,但由于多晶体再生时,造成较大
的噪音,作为第一代光磁记录介质未被采用,
最近又重新引起人们的兴趣。
为了保存大量信息,需要高密度、高速度、高
效率、低价格的记录与存储。因此目前 磁光盘
正与磁记录、相变型可重写光盘 处于激烈的竞
争中。于是人们正在开发进行磁光盘用新型记
录介质的开发(例如:金属超晶格多层膜、磁
性石榴石等)
2,电流磁气效应
物质中流过电流的同时,施加磁场时所显示出
的物理现象。这种效应表现为电动势 E的变化。
一般说来,该电动势表现为下述 3项之和:
与磁场 H无关系的项:为电阻 R所产生的电动
势,符合欧姆定律( E0=RI)。
霍尔电动势项:一般情况下,与磁场强度成正
比,称为霍尔效应 (与 I?H成正比 )。
磁致电阻电动势项:与 H(I?H)成正比,称为磁
致电阻效应,
霍尔效应:在于电流垂直的方向施加磁场,则在垂直于
电流轴和磁场轴所组成的平面的方向上产生电位差。这
种电位差为霍尔电压。霍尔元件(磁传感器),
InSb,GaAs半导体元件已实用化。
磁致电阻效应:施加磁场使物质电阻发生变化的现象称
为磁致电阻效应。包含两项:与磁场强度 H有关(正常
磁致电阻效应)和与磁化强度相关(异常磁致电阻效
应),其中第二项贡献最大。
各向异性磁致电阻效应:电阻率变化与磁化方向相关。
高灵敏度读取用的 MR磁头,就是利用这种效应。
利用该效应的材料有:巨磁致电阻效应材料、超巨磁致
电阻效应材料。
Ettinghausen效应:沿着霍尔电压方向产生温度
梯度的现象。
Nerst效应:在与电流垂直方向施加磁场,沿电
流方向产生温度梯度的现象。
磁各向异性:一般情况下,在铁磁体中存在着取
决于自发磁化方向的自由能,自发磁化向着该能
量取最小值的方向是最稳定的。而要向其他方向
旋转,能量会增加。
磁致伸缩效应:
(利用这一效应可以使磁能转变为机械能,而逆
效应可以使机械能转变为磁能。可以制作能量转
换器件,电气音响转换器件。
7.4 磁光效应材料与记录原理
磁盘由在圆盘状基表面附着磁记录介质
层构成。
由于其高存储容量、随机存取容易、迅
速等优点,已成为数字式记录、存储媒
体的主要形式。
记录密度与激光波长的关系:
激光光斑直径与波长的关系:
D约与波长成正比。
各种磁盘的结构示意图
基板
铝合金
( Mg_Al)( 1-
2mm)
磁性层(磁性粉、
粘结剂、添加剂)
润滑剂
硬盘
碳保护膜
磁性膜
( CoCr(Ta))
基板
铝合金
Ti电镀 NiFe膜
垂直磁性膜硬盘
通常采用各种溅射法,一般
情况下还夹有一层 Cr基地
层
基板
铝合金
SiO2保护膜
电镀磁性层 (CoNiP)NiP
电镀磁性膜硬盘
基板
(如 PET)
基板 (可挠性)
(如 PET)
基板
(如 PET)
磁性层(磁性粉、
粘结剂、添加剂)
软盘(涂
布型软盘)
磁性层 (CoNi(O)) 磁性层 (CoNi(O))
Ti膜
倾斜蒸镀可挠性软
盘(薄膜性磁盘)
准二层膜垂直记录可挠
性软盘(薄膜性磁盘)
磁记录介质:涂布型 —— 薄膜型 —— 垂
直记录型顺序发展。
采用电镀、蒸镀、溅射等方法。
磁性材料需要有大的磁各向异性微结构,
需要 Co合金膜沿特定方位生长,为此需
要 Cr打底层。
磁光效应材料 —— 光盘
磁光盘以光热磁原理进行记录、再生、属于可擦除重写型
光存储器,即可通过光热磁,将不必要的信息擦除,并改
写为必要的信息,目前所用的材料主要为锝 (Tb),铁、钴
等构成的非晶态合金膜。(向多层膜方向发展)
光磁记录具有下述特征:
( 1)记录密度高( 107-1010bit/cm2)
( 2) 可擦除重写
( 3)非接触式,从而可靠性高
( 4)随机寸取
( 5)光盘可自动装卸;
( 6)可用于多道记录及全息照相存储
光磁记录的原理
磁光效应是基于光与物质的磁化(或磁场)相
互作用,而使光学参数发生变化的现象。
光盘
记录膜
气体激光器
半导体激光器
光调制器 透镜
光束分离器
光检出器
随机反射镜
聚焦透镜
记录时,利用激光的高
能量,再生(读取)时,
利用激光反射信号的检
出(克尔效应)
记录与再生的原理:记录介质采用较大的矫
玩力
垂直磁化膜
垂直磁化膜
记录位 bit 记录或写入方式有:
居里温度写入和补偿
温度写入。
弱磁场:使记录
位磁化反转
居里温度写入:磁性膜中需要记录的部分
被激光照射加热,温度上升到 Tc以上,该
部分变为非磁性,在其冷却过程中,受其
周围基体反磁场作用,会发生磁化反转。
如果通过线圈或永磁体外加磁场,则可实
现磁化的完全反转。
补偿温度写入:铁磁体垂直磁化膜的磁补
偿温度应在室温附近。当这种铁磁体被激
光加热到较高温度,该温度下对应的矫玩
力比室温时的矫玩力要低的多,这样,在
较弱的外磁场下即可容易地实现磁化反转。
读出或再生原理:利用克尔效应
或法拉第效应读出。读出时激光
不能使记录介质过热,其加热功
率要比记录时的功率低。
光电二极管
光盘的剖面图
光磁记录介质应具备的特性:
( 1)满足垂直磁化的的条件
( 2)作为能稳定的保持微小磁畴结构的条件
( 3)再生灵敏度高
( 4)记录灵敏度高
( 5)低噪音
( 6)化学、结构等稳定
( 7)便于大面积均质成膜
TbFeCo磁光材料具有下列优势:
( 1)在近红外能长期使用
( 2)可容易垂直磁化
( 3)非晶态结构,可避免晶界等造成的
再生噪音
( 4)居里温度 200度,与半导体激光功
率可良好的对应。
采用多层膜用以提高旋转角
基板
保护层 SiO,ZnS
记录层 Tb-Fe-Co
玻璃成分
B2O3BaO +
BaO,Fe2O3
( Ba铁氧体成分) +
CoO,TiO2
( 矫玩力调整)
熔融急冷凝
固
Ba铁氧体薄片
结晶化
Ba铁氧体磁性粉
下一代光磁记录材料
为提高高记录密度,采用短波长光,
重点集中在在短波长区具有较大克尔
旋转角的材料,主要为含有 Nd及 Pr的
非晶态稀土 (R)-Fe-Co合金膜,Bi置换
磁性石榴石,Pt/Co多层膜(超晶格膜,
磁性与非磁性界面效应,可以开发出
新的性能和功能)
超高密度信息记录的新技术:
激光技术透镜聚焦
超纳米加工及分析测试技术:扫描隧道显微镜
(STM),原子力显微镜 (AFM),磁力显微镜
(MFM)等
采用可提高写入和读取密度的磁超分辨技术和磁
畴扩大再生技术。
短波长用法拉第旋转器件用材料:含 Tb的顺磁
性玻璃、含 Pb的反磁性玻璃,含 Eu的顺磁性玻
璃,Tb3Ga5O12,Tb3Al5O12,Cd0.55Mn0.45Te,Cd
MnHgTe
光盘存储材料
光存储技术的发展:以光为笔,以感光片为
纸的照片;以光为探头,以胶卷为长卷的电
影、电视等,这些光存储的中大多采用的是
可见光,多用化学物质的感光技术。而光盘
存储是现代的高科技光电子技术,光盘上信
息的写入与读出都是利用半导体激光器、探
测器来完成。
类别 材料 性能 应用
只读光盘:
CD,VCD
基片:有机玻
璃类 (PMMA)
或聚酸碳酯
光学膜:光聚
合物 +染料类
光敏有机材料
可擦写光盘
CD-R、
CD-RAM、
DVD-RAM、
MOD
基片材料同上
光学膜:
( 1)结晶态
或非结晶态光
学相变材料
( 2)磁光材
料
除了只读光盘
的应用外,还
可用于高清晰
度电视,特别
适合于计算机
的大容量存储,
不会受病毒干
扰而自动删除,
便利随机保存
信息资料。
光盘存储的密度:光盘存储可以是二维的面存储,也
可以是三维的立体存储,存储密度依赖于写入信息的
激光波长。面存储密度同波长的平方成反比。采用可
见光作写入的光盘信息密度为 107-108b/cm2,因此现
在大力发展蓝光激光器。体存储密度与波长的三次方
成反比。
光盘存储的原理:留声机是以金属唱针为探头,以唱
片为基质,利用唱针在旋转的唱片上刻下不同划痕的
纹路记录下声音,然后放唱片时,唱针在这些刻槽纹
路上同唱片摩擦,提取记录下的信号,经放大后还原
成能听到的声音。光盘与之相似。其所用探针为半导
体激光器发出的一束激光,唱片为对光敏感的光盘。
声像等原始信息 —— 取样编号(编制成,0”,
‘ 1’的数码) —— 半导体激光器 —— 调制激
光信号(光脉冲数码信号,即所谓的光
笔) —— 光盘光敏材料(用光笔写下脉冲数
码文字) —— 刻制光盘
半导体激光器 —— 光盘 —— 半导体探测器 —— 光
电信号放大 —— 解码处理器 —— 复还声像等信息
烧坑写入方式:即将带有调制信号的很强的激光聚
焦在光盘上,将光盘表面烧出一连串长短不同的坑,
制成带有大量信息的母盘。将母盘进行一系列的工
艺处理之后,制成压模,再利用压制工艺技术制成
大量的光盘产品。
利用光敏的相变、光折射、光致偏振等物理效应来
完成录制工作。在许多光抿材料中,光会引起相位、
折射率、偏振状态的变化。将调制好的激光粟照射
到这些材料上,就会留下光强的强弱、有无、长短
和偏振角度旋转等信息,也就是记录下音像等信号。
利用这类方式记录的信息,可以利用一束没有调制
信号的强光将所有信号抹去。
激光束的斑点大小决定了光盘存储密度
功能材料作为信息存储材料的主要条件是
( 1)当外界微扰 P调节到达一定的临界值
Pc时,体系或分子可以从一种状态到达另一
种状态;( 2)当外界微扰 P分别处在从小到
大高于 Pc和从大到小低于 Pc时,功能体系的
性质应有不同的数值(即具有滞后效应),
这种与样品状态历史有关的现象就起着记忆
功能;( 3)功能体系在着两种状态之间的
过度必须很明显,并且被很灵敏的检测。
磁场强度对磁感应强度的磁滞回线显示,在小
的固定的磁场强度 Ho下,用激光进行局部加热,
使其磁性质发生从铁磁性到顺磁性的热相变逆
转,则在光盘中形成一种磁性区域处在相反磁
性的背景中这就达到了写入的目的。然后再利
用克尔磁光效应(在磁化表面两侧,两种偏振
光具有不同的反射率)或法拉第效应(在磁化
表面两侧,两种偏振光具有不同的折射率)达
到光的读出,也可以冷却后将磁场反向逆转到 -
Ho而进行信号的擦除。
材料有:半导体 GaAs,离子导体 NaSiCoN,非
线性光学材料 LiNiO3,铁磁性材料 Fe3O4,光
电转换材料 SrTiO3和热致变色材料 Ag2HgI4。